專利名稱：一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料的制作方法
一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于化工等領(lǐng)域塔設(shè)備內(nèi)所填充的規(guī)整填料，尤其是涉及一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料。
背景技術(shù)：
普通的孔板式波紋填料，具有阻力壓降小、分離效率高，通量及操作彈性大等優(yōu)良性能，在石油化工、制藥、化肥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而隨著對分離要求的提高，尤其分離提純分離系數(shù)小的難分離物系，現(xiàn)有的波紋規(guī)整填料日益顯露其不足。比如，在同位素分離中，因其分離系數(shù)接近I，需要幾千塊理論塔板數(shù)，如果使用普通波紋規(guī)整填料，精餾塔塔高達(dá)到幾十米，甚至上百米，這不僅增大了投資費用，而且對設(shè)備安裝等提出了技術(shù)難題，制約著同位素工業(yè)化的發(fā)展。
為了提高傳質(zhì)效率，本發(fā)明專利提供一種規(guī)整凹凸窗口相間排列的鋸齒波紋填料。該填料可以對流體進行良好的導(dǎo)向分布，增強汽、液橫向混合作用和湍動，因此其具有優(yōu)良的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能，能顯著提高其分離效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種增強汽、液橫向混合作用和湍動，能顯著提高其分離效率的峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，采用金屬板或塑料板滾壓成鋸齒波紋填料片結(jié)構(gòu)，鋸齒一邊與填料橫向延展方向垂直，形成的波紋棱線與軸線成一定夾角，將鋸齒波紋板片組裝成盤狀或方塊狀，
在鋸齒波紋填料的鋸齒狀結(jié)構(gòu)形成的波峰上，向波谷側(cè)規(guī)則間斷的開設(shè)窗口，形成凹槽，該窗口為兩個相接的矩形面組成；
在鋸齒波紋填料的鋸齒狀結(jié)構(gòu)形成的波谷上，向波峰側(cè)規(guī)則間斷的開設(shè)窗口，形成凸段，該窗口同樣為兩個相接的矩形面。
所述的鋸齒狀結(jié)構(gòu)的截面為直角三角形結(jié)構(gòu)，鋸齒狀結(jié)構(gòu)的峰高為2. 5-10mm、頂角為 30-75。。
所述的波紋棱線與軸向的夾角為30-60°。
所述的窗口由兩個相接的矩形面構(gòu)成。
波峰上的凹槽的深度小于波谷深度的1/2。
波谷上的凸段的高度小于波峰高度的1/2。
所述的金屬板為不銹鋼板材、青銅板材或鋁合金板材。
相鄰的鋸齒形波紋填料交錯排列填充于化工精密精餾塔內(nèi)。
所述的化工精密精餾塔包括同位素分離、香精香料分離或醫(yī)藥中間體提純精餾+R ο3
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(I)采用峰谷開窗結(jié)構(gòu)設(shè)計，大大增強了液體在填料面上橫向混合能力，降低了溝流、偏流現(xiàn)象，使得該新型填料的有效傳質(zhì)效率得到提高。
(2)采用峰谷開窗結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于開窗舌片的再分布作用，汽、液在該新型填料內(nèi)流動均勻，窗口對液流阻攔作用，提高了分布性能，同時提高了傳質(zhì)界面，降低了壓力損失， 具備優(yōu)良流體力學(xué)性能，有利于減壓精餾提純難分離物系及熱敏性物系，也能有效降低同位素工業(yè)化裝置的分離濃縮時間。由于降低了精餾塔高度，使塔內(nèi)持液量更少、汽液停留時間更短，這將極為有利于熱敏性物料的分離，可解決某些難分離物系的分離技術(shù)難題。
(3)該新型峰谷開窗鋸齒型波紋填料，其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化顯著提高了傳質(zhì)效率，可以有效降低塔設(shè)備的高度，降低投資費用。該新型填料在同位素分離、香精香料分離提純、醫(yī)藥中間體提純等精密精餾領(lǐng)域，采用本發(fā)明的新型高效填料替代可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低設(shè)備投資成本。
(4)本發(fā)明的峰谷開窗鋸齒型波紋填料，改善了填料內(nèi)汽、液流動性能，降低了填料壓力損失，降低了能耗。


圖I為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的截面形狀圖；
圖3為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖中，I-凸面；2_波峰棱線；3-凹面；4_凸段；5-波谷棱線；6_凹槽。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
實施例I
一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，采用不銹鋼板材、青銅板材、鋁合金板材或塑料板滾壓成鋸齒波紋填料片結(jié)構(gòu)，鋸齒的截面為與直角三角形結(jié)構(gòu)，鋸齒狀結(jié)構(gòu)的峰高為2. 5-10mm、頂角為30° -75。，鋸齒中波峰棱線2與填料橫向延展方向垂直，波谷棱線5與填料橫向延展方向的夾角為60° -15°。
在鋸齒波紋填料的鋸齒狀結(jié)構(gòu)形成的波峰上，向波谷側(cè)規(guī)則間斷的開設(shè)窗口，形成凹槽6，該窗口由與兩個相接的矩形凹面3組成。在鋸齒波紋填料的鋸齒狀結(jié)構(gòu)形成的波谷上，向波峰側(cè)規(guī)則間斷的開設(shè)窗口，形成凸段4，該窗口同樣為兩個相接的矩形凸面I。波峰上的凹槽6的深度小于波谷深度的1/2，波谷上的凸段4的高度小于波峰高度的1/2。波紋棱線與填料軸向的夾角為30-60°。
本申請中，凹槽6和凸段4相間規(guī)則排列，每個凹槽6和凸段4均由兩個矩形組成， 這種凹凸結(jié)構(gòu)排列規(guī)整，分布均勻，較之傳統(tǒng)的表面沖孔結(jié)構(gòu)，波紋填料板片之間氣液橫向返混更加均勻，而填料本身獨特的鋸齒形結(jié)構(gòu)，有利于液膜在其表面潤濕，形成較大的有效氣液傳質(zhì)面積?？傊?，本發(fā)明專利同現(xiàn)有填料技術(shù)相比，具有更高的傳質(zhì)分離效率，而且制造工藝簡單，節(jié)省原材料。
實施例2
異丙醇-水精餾分離，減壓精餾塔塔徑1370mm。將不銹鋼板上沖直徑5mm的孔，開孔率為10%，將該金屬板整體滾壓成峰高h(yuǎn) = 3. 5mm、頂角α = 60°的峰谷開窗接片式鋸齒波紋填料，填料結(jié)構(gòu)見附圖1-3所示。將波紋板切割組合成直徑1300mm、盤高300mm的填料盤，填充于精餾塔內(nèi)。在達(dá)到相同的分離指標(biāo)下，本發(fā)明填料技術(shù)的分離效率比傳統(tǒng)金屬板波紋填料高10%，壓力損失降低10%，分離經(jīng)濟性能大大提高。
實施例3
低溫精餾分離制取穩(wěn)定性同位素180。將鋁合金金屬板均勻沖孔，沖孔直徑3_，開孔率為5%，將鋁合金板整體滾壓成峰高h(yuǎn) = 2. 5mm、頂角α =45°的峰谷開窗接片式鋸齒波紋填料，填料結(jié)構(gòu)見附圖1-3所示。將波紋板切割組合成直徑100mm、盤高30mm的填料盤。填充于低溫精懼制取18O的填料塔內(nèi)。與相同峰高2. 5mm的sulze波紋填料相比,其傳質(zhì)分離效率提高30%。
實施例4
將不銹鋼金屬板滾壓成峰高h(yuǎn) = 3. 5_、頂角α =15°的峰谷開窗接片式鋸齒波紋填料，填料結(jié)構(gòu)見附圖1-3所示。波紋板切割組合成直徑400mm、盤高200mm的填料盤。 安裝在減壓精餾分離香精香料塔中，其分離效率高于同樣峰高的波紋填料，填料壓力損失降低。
權(quán)利要求
1.一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，采用金屬板或塑料板滾壓成鋸齒波紋填料片結(jié)構(gòu)，鋸齒一邊與填料橫向延展方向垂直，形成的波紋軸線與橫向延展方向成一定夾角，將鋸齒波紋板片組裝成盤狀或方塊狀，其特征在于，在鋸齒波紋填料的鋸齒狀結(jié)構(gòu)形成的波峰上，向波谷側(cè)規(guī)則間斷的開設(shè)窗口，形成凹槽，該窗口為兩個相接的矩形面組成；在鋸齒波紋填料的鋸齒狀結(jié)構(gòu)形成的波谷上，向波峰側(cè)規(guī)則間斷的開設(shè)窗口，形成凸段，該窗口同樣為兩個相接的矩形面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，所述的鋸齒狀結(jié)構(gòu)的截面為直角三角形結(jié)構(gòu)，鋸齒狀結(jié)構(gòu)的峰高為2. 5-10mm、頂角為30-75°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，所述的波紋棱線與軸向的夾角為30-60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，所述的窗口由兩個相接的矩形面構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，波峰上的凹槽的深度小于波谷深度的1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，波谷上的凸段的高度小于波峰高度的1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，所述的金屬板為不銹鋼板材、青銅板材或鋁合金板材。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，相鄰的鋸齒形波紋填料交錯排列填充于化工精密精餾塔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，其特征在于，所述的化工精密精餾塔包括同位素分離、香精香料分離或醫(yī)藥中間體提純精餾
全文摘要
本發(fā)明涉及一種峰谷開窗接片式鋸齒形波紋填料，該填料是用金屬板狀材料用模具滾壓成鋸齒波紋形狀，鋸齒一邊與填料片伸展方向垂直，波紋軸線與垂直方向呈一定夾角。在鋸齒波紋板片的波峰和波谷上，規(guī)則間斷的開設(shè)截面形狀呈三角形的窗口，形成凹槽和凸段。構(gòu)成凹槽和凸段的窗口均為兩個相接的矩形面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的窗口式波紋結(jié)構(gòu)對填料片上的流體進行導(dǎo)向分布，加強氣液橫向混合性能，增強傳質(zhì)效率。本發(fā)明具有阻力壓降小、持液量低及抗堵塞能力強等優(yōu)點，具有更加優(yōu)良的流體力學(xué)及傳質(zhì)性能，適用于難分離物系的分離，也可廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工、制藥、石油化工及化肥等氣液傳質(zhì)領(lǐng)域。
文檔編號B01J19/30GK102908973SQ201210458390
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者李虎林, 田葉盛, 姜永悅, 龍磊, 吉永喆, 許保云, 周建躍 申請人:上?；ぱ芯吭?br>